[發明專利]基于最大穩定區域的非剛性不完整形狀對應方法及應用

在審

• 申請號: 202111388171.2
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114332193A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王康
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/62;G06T19/00
• 代理公司: 重慶信必達知識產權代理有限公司 50286
• 代理人: 劉會鋒

本發明公開了一種基于最大穩定區域的非剛性不完整形狀對應方法及應用，涉及三維形狀分析領域，該方法包括：S1：從非剛性三維模型庫中提取兩個非剛性形狀模型；S2：基于擴散幾何，對S1中的兩個非剛性形狀模型分別進行特征檢測并發現形狀上的特征點或者特征區域，然后對每個特征進行特征描述，賦予其一個描述局部信息的向量；S3：預先定義分量樹，并設置邊描述符，之后基于邊描述符進行最大穩定區域計算，并將計算結果定義為兩個集合X和Y；S4：利用預測函數對每個區域依次進行區域對應、地標點對應和稠密對應。采用本發明的技術方案能夠解決具有非剛性變化的整體形狀與不完整形狀之間的對應不準確的問題。

技術領域

本發明涉及三維形狀分析領域，尤其涉及一種基于最大穩定區域的非剛性不完整形狀對應方法及應用。

背景技術

三維模型得以大規模應用和發展的基本前提是借助計算機對其進行形狀分析和處理。形狀對應主要研究從給定的多個形狀中，尋找形狀元素間有意義的關系或映射，而形狀對應研究領域的一個典型問題就是具有非剛性變化三維形狀之間的對應關系計算，在這個領域中更具有挑戰意義的是非剛性不完整形狀對應；由于非剛性不完整形狀自身的特性和獲取手段的差異及噪聲影響，使其不僅具有非剛性形變，還包括其它的一些變化，如拓撲變化和縮放變換，這些變化增加了對非剛性不完整形狀分析的難度，同時也對非剛性不完整形狀對應算法的精確度提出了更高的要求，以往對非剛性整體形狀分析的方法多依賴于歐式距離和測地距離度量。

本發明基于擴散幾何中擴散距離、熱核簽名描述符及熱核映射等理論，對三維非剛性不完整形狀對應中的基礎性問題展開研究，以解決具有非剛性變化的整體形狀與不完整形狀之間的對應問題，并將研究結果應用到在線虛擬試衣系統設計當中。

發明內容

本發明意在提供一種基于最大穩定區域的非剛性不完整形狀對應方法及應用，以解決具有非剛性變化的整體形狀與不完整形狀之間的對應不準確的問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于最大穩定區域的非剛性不完整形狀對應方法及應用，該方法包括：

S1：從非剛性三維模型庫中提取兩個非剛性形狀模型，其中一個具有整體形狀，另一個只有部分形狀；

S2：基于擴散幾何，對S1中的兩個非剛性形狀模型分別進行特征檢測并發現形狀上的特征點或者特征區域，然后對每個特征進行特征描述，賦予其一個描述局部信息的向量，并將其命名為特征描述符；

S3：預先定義分量樹，并設置邊描述符，之后基于邊描述符進行最大穩定區域計算，并將計算結果定義為兩個集合X和Y；

S4：利用預測函數對每個區域依次進行區域對應、地標點對應和稠密對應。

優選地，所述S3中邊描述符的設置步驟如下：

S3-1：將兩個模型表面的光滑流形用離散化的無向圖X＝(V，E)表示；

S3-2：在無向圖的邊集合上面定義權重組成邊加權圖(X，f)；

S3-3：將權重函數f設置為邊描述符。

優選地，所述邊描述符表示邊上的兩個端點之間的熱核距離或者稱為擴散距離。

優選地，所述S4中區域對應的前提條件是X和Y的局部面積相似，才能將區域對應問題轉化為求解最小化能量函數問題。

優選地，所述S4中可借助誤差函數對每個區域進行地標點對應，形成稀疏對應，之后利用稀疏對應的對應關系將對應擴散到其他點，得到稠密對應關系。

本技術方案的原理及有益效果：